JP2016048205A - Radio wave transmitter positioning system, radio wave transmitter positioning device, and radio wave transmitter positioning method - Google Patents
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Abstract
【課題】移動する発信機から発信される電波を複数の受信機で受信し、各受信機で受信した電波強度から発信機を測位する電波発信機測位システムにおいて、複数の受信機における同一平面からの標高差が測位誤差に混入することを防止し、より高精度に測位する。【解決手段】受信機DB106は、各受信機120の位置の3次元座標を含む受信機情報を格納する。測位処理部101は、各受信機120で受信した電波強度に基づいて各受信機120と発信機110の観測距離を求める。そして、測位処理部101は、求められた観測距離と、受信機DB106に格納されている受信機情報に含まれる各受信機120の位置の3次元座標とに基づいて発信機110の位置の3次元座標を求める。【選択図】図1In a radio wave transmitter positioning system in which radio waves transmitted from a moving transmitter are received by a plurality of receivers, and the transmitter is positioned from the radio field intensity received by each receiver, the plurality of receivers from the same plane. It is possible to prevent the difference in altitude from being mixed into the positioning error and perform positioning with higher accuracy. A receiver DB stores receiver information including three-dimensional coordinates of the position of each receiver. The positioning processing unit 101 obtains the observation distance between each receiver 120 and the transmitter 110 based on the radio wave intensity received by each receiver 120. Then, the positioning processing unit 101 calculates 3 of the position of the transmitter 110 based on the obtained observation distance and the three-dimensional coordinates of the position of each receiver 120 included in the receiver information stored in the receiver DB 106. Find the dimensional coordinates. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、移動する発信機から発信される電波を複数の受信機で受信し、各受信機で受信した電波強度から発信機を測位する電波発信機測位システム、電波発信機測位装置および電波発信機測位方法に関する。 The present invention relates to a radio wave transmitter positioning system, a radio wave transmitter positioning device, and a radio wave transmission that receive radio waves transmitted from a moving transmitter by a plurality of receivers and position the transmitter from the radio wave intensity received by each receiver. It relates to the positioning method.
米国Global Positioning System(GPS)の一般利用が解禁され、あらゆる地点の地図座標を測位できるようになった。GPSはナビゲーションシステム、携帯端末に搭載され、生活に無くてはならない機能となっている。しかし、GPSはGPS衛星の電波を複数捉えられる屋外に限られる。そのため、地下や屋内では十分な精度を得られない。 General use of the US Global Positioning System (GPS) has been lifted, and map coordinates at any point can be measured. GPS is installed in navigation systems and portable terminals, and is an indispensable function in daily life. However, GPS is limited to the outdoors where a plurality of GPS satellite radio waves can be captured. Therefore, sufficient accuracy cannot be obtained underground or indoors.
GPSに代わり、屋内での測位を実現するための方法として、GPSと同じ方式の発信源を屋内に敷設するIMES(Indoor Messaging System)、Wi−FiやBluetooth(登録商標)といった電波による位置測位、LED照明による位置測位、自律航法(Dead Reckoning)、特殊な音声による測位などが提案されている。これらは、一般的にセンサ情報を受信する端末の位置を測位する方法である。これは移動する受信機の位置を測位する方法と言い換えられる。 As a method for realizing indoor positioning instead of GPS, IMES (Indoor Messaging System) in which a transmission source of the same system as GPS is installed indoors, position measurement by radio waves such as Wi-Fi and Bluetooth (registered trademark), Position positioning by LED illumination, autonomous navigation (Dead Reckoning), positioning by special voice, and the like have been proposed. These are generally methods for measuring the position of a terminal that receives sensor information. In other words, this is a method of positioning the position of the moving receiver.
一方、これとは逆に、特許文献1に開示されている無線通信システムのように、移動する電波発信源を複数の受信機で受信した結果をサーバ上に集約し、測位することも考えられる。以後、この測位方法を発信機測位と呼ぶものとする。
On the other hand, as in the wireless communication system disclosed in
特許文献1に記載の無線通信システムでは、受信機と発信機は受信電波強度から得られる距離によって2次元平面上に関係付けられている。つまり、この無線通信システムでは、全ての受信機と発信機は同一平面上に配置することを前提として考えられている。このため、実運用上、個々の受信機の同一平面からの標高差が測位誤差に含まれてしまう。
In the wireless communication system described in
本発明の目的は、複数の受信機における同一平面からの標高差が測位誤差に混入することを防止し、より高精度に測位することができる電波発信機測位システム、電波発信機測位装置および電波発信機測位方法を提供することである。 An object of the present invention is to prevent an elevation difference from the same plane in a plurality of receivers from being mixed into a positioning error, and to perform positioning with higher accuracy, a radio wave transmitter positioning system, a radio wave transmitter positioning device, and a radio wave It is to provide a transmitter positioning method.
上記目的を達成するために、本発明の電波発信機測位システムは、
移動する発信機から発信される電波を複数の受信機で受信し、当該各受信機で受信した電波強度から前記発信機の位置を求める電波発信機測位システムであって、
前記各受信機の位置の3次元座標を含む受信機情報が格納された受信機テーブルと、
前記各受信機で受信した電波強度に基づいて前記各受信機と前記発信機の観測距離を求める観測距離算出手段と、
前記観測距離算出手段によって求められた観測距離と、前記受信機テーブルに格納されている受信機情報に含まれる各受信機の位置の3次元座標とに基づいて前記発信機の位置の3次元座標を求める発信機位置推定手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the radio wave transmitter positioning system of the present invention includes:
A radio wave transmitter positioning system that receives radio waves transmitted from a moving transmitter by a plurality of receivers and obtains the position of the transmitter from the radio wave intensity received by each receiver,
A receiver table storing receiver information including the three-dimensional coordinates of the position of each receiver;
An observation distance calculation means for obtaining an observation distance between each receiver and the transmitter based on the radio field intensity received by each receiver;
Three-dimensional coordinates of the position of the transmitter based on the observation distance obtained by the observation distance calculation means and the three-dimensional coordinates of the position of each receiver included in the receiver information stored in the receiver table Transmitter position estimation means for obtaining
It is characterized by providing.
好ましくは、本発明の電波発信機測位システムは、
前記発信機の既知の高さを含む発信機情報が格納された発信機テーブルを備え、
前記発信機位置推定手段が、前記発信機テーブルに格納されている発信機情報に含まれる発信機の既知の高さを、前記発信機の位置の3次元座標の座標値の一つである高さとして、または当該高さの初期値として、他の2つの座標値を求める、
ことを特徴とする。
Preferably, the radio wave transmitter positioning system of the present invention is
A transmitter table in which transmitter information including a known height of the transmitter is stored;
The transmitter position estimating means uses a known height of the transmitter included in the transmitter information stored in the transmitter table as one of the three-dimensional coordinate values of the transmitter position. As the initial value of the height, the other two coordinate values are obtained.
It is characterized by that.
好ましくは、本発明の電波発信機測位システムは、
一定期間に測位対象とする発信機の信号を受信した前記受信機の数が3個以上であることを特徴とする。
Preferably, the radio wave transmitter positioning system of the present invention is
The number of the receivers that have received the signals of the transmitters to be positioned in a certain period is three or more.
また、本発明の電波発信機測位装置は、
上述した電波発信機測位システムで用いられる電波発信機測位装置であって、
前記各受信機の位置の3次元座標を含む受信機情報が格納された受信機テーブルと、
前記各受信機で受信した電波強度に基づいて前記各受信機と前記発信機の観測距離を求める観測距離算出手段と、
前記観測距離算出手段によって求められた観測距離と、前記受信機テーブルに格納されている受信機情報に含まれる各受信機の位置の3次元座標とに基づいて前記発信機の位置の3次元座標を求める発信機位置推定手段と、
を備えることを特徴とする。
Moreover, the radio wave transmitter positioning device of the present invention is
A radio wave transmitter positioning device used in the radio wave transmitter positioning system described above,
A receiver table storing receiver information including the three-dimensional coordinates of the position of each receiver;
An observation distance calculation means for obtaining an observation distance between each receiver and the transmitter based on the radio field intensity received by each receiver;
Three-dimensional coordinates of the position of the transmitter based on the observation distance obtained by the observation distance calculation means and the three-dimensional coordinates of the position of each receiver included in the receiver information stored in the receiver table Transmitter position estimation means for obtaining
It is characterized by providing.
また、本発明の電波発信機測位方法は、
移動する発信機から発信される電波を複数の受信機で受信し、当該各受信機で受信した電波強度から前記発信機の位置を求める電波発信機測位方法であって、
前記各受信機で受信した電波強度に基づいて前記各受信機と前記発信機の観測距離を求める観測距離算出ステップと、
前記観測距離算出ステップにおいて求められた観測距離と、受信機テーブルに格納されている受信機情報に含まれる各受信機の位置の3次元座標とに基づいて前記発信機の位置の3次元座標を求める発信機位置推定ステップと、
を備えることを特徴とする。
Moreover, the radio wave transmitter positioning method of the present invention includes:
A radio wave transmitter positioning method in which radio waves transmitted from a moving transmitter are received by a plurality of receivers, and the position of the transmitter is obtained from the radio wave intensity received by each receiver,
An observation distance calculation step for obtaining an observation distance between each receiver and the transmitter based on the radio wave intensity received by each receiver;
Based on the observation distance obtained in the observation distance calculation step and the three-dimensional coordinates of the position of each receiver included in the receiver information stored in the receiver table, the three-dimensional coordinates of the position of the transmitter are obtained. A desired transmitter position estimating step;
It is characterized by providing.
本発明によれば、複数の受信機における同一平面からの標高差が測位誤差に混入することを防止し、より高精度に測位することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can prevent that the elevation difference from the same plane in several receivers mixes in a positioning error, and can perform positioning with higher precision.
以下、本発明の実施形態に係る電波発信機測位システム、電波発信機測位装置および電波発信機測位方法について、図面を参照しながら説明する。なお、実施形態を説明する全図において、共通の構成要素には同一の符号を付し、繰り返しの説明を省略する。 Hereinafter, a radio wave transmitter positioning system, a radio wave transmitter positioning device, and a radio wave transmitter positioning method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings for explaining the embodiments, common constituent elements are denoted by the same reference numerals, and repeated explanation is omitted.
図1は、本発明の実施形態に係る電波発信機測位システムの構成の一例を示す。
電波発信機測位システムは、発信機測位装置100と、発信機110と、複数の受信機120とを有する。発信機測位装置100と各受信機120とはネットワーク130に接続されており、相互に通信することができる。ネットワーク130は、有線ネットワークであっても無線ネットワークであってもよい。
発信機110は電波発信機能を有し、受信機120は電波受信機能を有する。すなわち、発信機110は無線信号を送信し、受信機120はその無線信号を受信する。受信機120は、受信時の電波強度であるRSSI(Received Signal Indicator)を含む電波強度情報を情報ネットワーク130を介して発信機測位装置100に送信する。
FIG. 1 shows an example of the configuration of a radio wave transmitter positioning system according to an embodiment of the present invention.
The radio wave transmitter positioning system includes a
The
発信機測位装置100は、測位処理部101と、受信処理部102と、受信部103と、受信履歴DB(データベース)104と、発信機DB105と、受信機DB106と、測位DB107とを有する。
受信部103は、受信機120によって送信される電波強度情報を受信し、それを受信処理部102に渡す。受信処理部102は、電波信強度情報を受信履歴DB104に格納する。測位処理部101は、後述するように、受信履歴DB104と発信機DB105と受信機DB106に格納されている各テーブルの情報に基づいて、発信機110の電波発信時の位置を推定する。そして、測位処理部101は、測位DB107に推定した発信機110の位置を格納する。
なお、受信処理部102と測位処理部101の各機能は、コンピュータによるソフトウェア処理で実現することもできるし、ハードウェアで実現することもできる。コンピュータによるソフトウェア処理で実現する場合には、主メモリに記憶されている所定のプログラムをCPU(Central Processing Unit)が実行することにより、受信処理部102と測位処理部101の各機能が実現される。この場合、受信履歴DB104と発信機DB105と受信機DB106と測位DB107はコンピュータの記憶装置に格納される。受信部103はネットワークインタフェースを含むハードウェアであるが、その一部の機能をコンピュータによるソフトウェア処理で実現することもできる。
The
The receiving
Note that the functions of the
図2は、受信履歴DB104に格納される受信履歴テーブル200の構成の一例を示す。
受信履歴テーブル200には、受信機120から受信した電波強度情報が格納される。電波強度情報は、発信機ID201と、受信機ID202と、受信日時203と、RSSI204とを含む。
発信機ID201は、発信機110を一意に識別する発信機識別情報である。受信機ID202は、受信機120を一意に識別する受信機識別情報である。なお、発信機ID201と受信機ID202の複合キーは、個々の電波強度情報が格納される各レコードの主キーである。
受信日時203は、受信機120がRSSI204で示される強度の電波を受信した日時を示す。
RSSI204は、受信機120が電波を受信した時の電波強度を示す。
FIG. 2 shows an example of the configuration of the reception history table 200 stored in the
The reception history table 200 stores the radio wave intensity information received from the
The transmitter ID 201 is transmitter identification information that uniquely identifies the
The reception date and
The
図3は、発信機DB105に格納される発信機テーブル300の構成の一例を示す。
発信機テーブル300には、発信機情報が格納される。発信機情報は、発信機ID301と、基底RSSI302と、係数303と、機知のZ座標304とを含む。
発信機ID301は、発信機110を一意に識別する発信機識別情報である。なお、発信機ID301は個々の発信機情報が格納される各レコードの主キーである。
基底RSSI302は、発信機110と受信機120との距離が一定の距離(例えば、1m)であるときに受信する電波強度である。
係数303は、電波強度を距離に換算するときに利用する。
既知のZ座標304は、発信機110のZ座標を示す。
なお、基底RSSI302と係数303は、予め実測結果から求めて、発信機テーブル300に格納しておく。基底RSSI302と係数303は、同一機種の発信機110についてはそれぞれ同一の値を設定してもよい。
また、既知のZ座標304は、使用状況等を考慮して予め設定する。例えば、発信機110は一般成人が自身の手に持って運ぶとき、所定のポケットに入れて運ぶときを想定した場合は、1m〜2mを設定するのが妥当と考えられる。このとき、Z座標の原点は対象とするフロアの床の位置である。
Z座標の原点をどのように定義するかは、用途と測位する対象領域のスケールによって異なる。例えば、同一平面、同一フロアでの測位であれば、床の位置をZ座標の原点とするのが妥当である。複数の建築物の複数のフロアを測位して、各発信機の座標を比較する用途であれば、地図に記載されている標高をZ座標の原点として利用するのが妥当である。
FIG. 3 shows an example of the configuration of the transmitter table 300 stored in the
The transmitter table 300 stores transmitter information. The transmitter information includes a
The
The
The
The known Z coordinate 304 indicates the Z coordinate of the
The
In addition, the known Z coordinate 304 is set in advance in consideration of the usage situation and the like. For example, when it is assumed that the
How to define the origin of the Z coordinate differs depending on the application and the scale of the target area to be measured. For example, in the case of positioning on the same plane and the same floor, it is appropriate to use the floor position as the origin of the Z coordinate. For the purpose of positioning a plurality of floors of a plurality of buildings and comparing the coordinates of each transmitter, it is appropriate to use the altitude described on the map as the origin of the Z coordinate.
図4は、受信機DB106に格納される受信機テーブル400の構成の一例を示す。
受信機テーブル400には、受信機情報が格納される。受信機情報は、受信機ID401と、X座標402と、Y座標403と、Z座標404とを含む。
受信器ID401は、受信機120を一意に識別する受信機識別情報である。なお、受信器ID401は、個々の受信機情報が格納される各レコードの主キーである。
X座標402とY座標403とZ座標404は、所定の3次元座標系におけるX座標とY座標とZ座標である。X座標402とY座標403とZ座標404は、各受信機120の位置を示す。
FIG. 4 shows an example of the configuration of the receiver table 400 stored in the
The receiver table 400 stores receiver information. The receiver information includes a
The
An X coordinate 402, a Y coordinate 403, and a Z coordinate 404 are an X coordinate, a Y coordinate, and a Z coordinate in a predetermined three-dimensional coordinate system. An X coordinate 402, a Y coordinate 403, and a Z coordinate 404 indicate the position of each
図5は、測位DB107に格納される測位結果テーブル500の構成の一例を示す。
測位結果テーブル500には、発信機110の測位結果を示す測位結果情報が格納される。測位結果情報は、発信機ID501と、受信日時502と、平均誤差503と、X座標504と、Y座標505と、Z座標506とを含む。
発信機ID501は、発信機110を一意に識別する発信機識別情報である。受信日時502は、受信機120が電波を受信した日時を示す。発信機ID501と受信日時502の複合キーは、個々の測位結果情報が格納される各レコードの主キーである。
平均誤差503は、推定された発信機座標の平均誤差を示す。
X座標504とY座標505とZ座標506は、図4のX座標402とY座標403とZ座標404と同一の3次元座標系におけるX座標とY座標とZ座標である。X座標504とY座標505とZ座標506は、発信機110の位置を示す。
FIG. 5 shows an example of the configuration of the positioning result table 500 stored in the
In the positioning result table 500, positioning result information indicating the positioning result of the
The
The
An X coordinate 504, a Y coordinate 505, and a Z coordinate 506 are an X coordinate, a Y coordinate, and a Z coordinate in the same three-dimensional coordinate system as the X coordinate 402, the Y coordinate 403, and the Z coordinate 404 in FIG. An X coordinate 504, a Y coordinate 505, and a Z coordinate 506 indicate the position of the
図6は、発信機110と受信機120が配置された屋内の一例を上方から見た平面図である。この平面図では、原点602のX座標とY座標を用いて屋内空間601内の位置が表現されている。
屋内空間601では、発信機110Jが座標(xj,yj)に位置している。発信機110Jは、j個ある発信機の一つである。
また、4個の受信機120A、受信機120B、受信機120C、受信機120Dがそれぞれ座標(x1,y1)、座標(x2,y2)、座標(x3,y3)、座標(x4,y4)の位置に配置されている。
D1jは発信機110と受信機120Aの距離を示す。同様に、D2j、D3j、D4jはそれぞれ発信機110と受信機120B、受信機120C、受信機120Dの距離を示す。
FIG. 6 is a plan view of an example of an indoor area where the
In the
In addition, the four
D 1j indicates the distance between the
図7は、図6と同一の屋内601を前方から見た正面図である。この正面図では、原点701のX座標とZ座標を用いて屋内空間601内の位置が表現されている。
発信機110Jは、座標(xj,zj)に位置している。4個の受信機120A、受信機120B、受信機120C、受信機120Dがそれぞれ座標(x1,z1)、座標(x2,z2)、座標(x3,z3)、座標(x4,z4)の位置に配置されている。
FIG. 7 is a front view of the same indoor 601 as FIG. 6 as viewed from the front. In this front view, the position in the
The
特許文献1での測位方法は、発信機110と複数の受信機120が全て同一のXY平面に配置されていることを前提としたものである。これは、実際の3次元空間とは異なり、高さを考慮していない。従って、特許文献1での測位方法により、3次元空間で観測されたRSSIに基づいて発信機110の位置をXY平面上で求める場合、考慮されていない高さ情報は、誤差として処理される。
この高さを誤差として扱うのではなく、実世界と同様の3次元空間を前提として位置を求めることで、誤差と高さを区別して処理でき、理論上、精度は向上する。図8は、発信機110Jと4個の受信機120A、受信機120B、受信機120C、受信機120Dの3次元的な位置と距離の関係の一例を示す。XYZ座標系で原点801として表現した空間において、座標(xj,yj,zj)に発信機110Jが位置し、座標(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)(x4,y4,z4)の位置に受信機120A、受信機120B、受信機120C、受信機120Dがそれぞれ配置されている。
The positioning method in
Rather than treating this height as an error, the position is determined on the premise of a three-dimensional space similar to the real world, so that the error and the height can be distinguished and processed, and the accuracy is theoretically improved. FIG. 8 shows an example of the relationship between the three-dimensional position and distance of the
図9は、各受信機120から送信される電波強度情報を受信履歴DB104に保存する電波強度情報保存処理の流れの一例を示す。
まず、受信部103が、各受信機120から電波強度情報を受信する。(S901)。次に、受信処理部102が、受信した電波強度情報を受信履歴DB104に保存する(S902)。
FIG. 9 shows an example of a flow of radio field intensity information storage processing for storing radio field intensity information transmitted from each
First, the receiving
図10は、受信履歴に基づいてある時点における発信機の位置を推定し、推定した位置を示す測位結果情報を測位DB107に保存する位置推定処理の流れの一例を示す。
測位処理部101は、まず処理対象となる発信機110を抽出するために、受信履歴DB104に格納されている、受信時刻=t+Δtからt−Δtの間に受信した電波強度情報から、発信機ID201を重畳のない状態で取得し、取得した発信機ID201の一覧を配列listに格納する(S1001)。
FIG. 10 shows an example of the flow of position estimation processing for estimating the position of the transmitter at a certain point of time based on the reception history and storing positioning result information indicating the estimated position in the
First, the
次に、測位処理部101は、取得した発信機ID毎にステップS1003からS1007を反復処理する(S1002)。尚、反復時は配列listのアドレス番号Aを0から(配列listの個数−1)までインクリメントする。そして、配列list[A]の要素数が2以下(すなわち、アドレス番号Aの発信機110の電波を受信した受信機120が2個以下)の場合(S1003:No)、測位処理部101はステップS1002に戻る。
配列list[A]の要素数が3以上(すなわち、アドレス番号Aの発信機110の電波を受信した受信機120が3個以上)の場合(S1003:Yes)、測位処理部101は、受信時刻=t+Δtからt−Δtの間に受信した電波強度情報のうち、発信機ID201=配列list[A]の電波強度情報を受信履歴DB104から全て取得する(S1004)。測位処理部101は、取得した各電波強度情報に含まれる受信機ID202と一致する受信機ID401を持つ受信機情報を受信機DB106から全て取得する(S1005)。同時に、測位処理部101は、発信機ID301=配列list[A]の発信機情報を発信機DB105から取得する(S1006)。
次に、測位処理部101は、受信機120毎に、電波強度情報に含まれるRSSI204と、ステップS1005で取得した発信機情報に含まれる基底RSSI302および係数303とに基づいて、次式により観測距離dijを求める(S1007)。
Next, the
When the number of elements of the array list [A] is 3 or more (that is, 3 or
Next, for each
ここで、RSSIは、電波強度情報に含まれるRSSI204である。また、aとbは、それぞれ受信機情報に含まれる基底RSSI302(距離1mのときのRSSI値)と係数303であり、これらは予め実測結果から求め、発信機DB105に格納しておく。
そして、測位処理部101は、ステップS1004で取得した受信機情報に含まれる受信機120の位置(X座標402、Y座標403、Z座標404)と観測距離dijとに基づいて発信機110Jの位置を推定する(S1008)。具体的には、推定する発信機110Jの位置(xj,yj,zj)と受信機120の位置(xi,yi,zi)の座標間距離Dijは、次式となる。
Here, RSSI is
Then, the
このとき、発信機110Jと受信機120の観測距離dijと座標間距離Dijの差分の2乗和が最小となる発信機110Jの位置を求めればよい。これは以下の最小2乗法を解くことで求められる。
At this time, the position of the
上記の式は非線形であるため、ニュートン法、最急降下法、レーヴェンバーグ・マーカート法といった反復処理で解くのが一般である。各方法の説明は省略する。
ここで推定する変数はxj,yj,zjの三つである。各発信機110の高さzjを既知として定数とすることで、測位処理部101における推定結果を安定化し、計算量を軽減することができる。具体的には、測位処理部101は、発信機DB105に格納されている既知のZ座標304を既知の高さとして利用し、各発信機110の高さzj=既知のZ座標304として上述した反復処理を行い、各発信機110の3次元座標を推定する。また、測位処理部101は、既知のZ座標304を定数とせずに、各発信機110の高さzjの初期値として上述した反復処理を行い、各発信機110の3次元座標を推定してもよい。これらは、発信機のZ座標が固定またはほぼ固定で、かつ、受信機120の数が少ない場合に特に効果的である。
なお、既知のZ座標304が定義されていないときは各発信機110の高さzjの初期値を0として上述した反復処理を行い、各発信機110の3次元座標を推定する。
Since the above equation is non-linear, it is generally solved by an iterative process such as the Newton method, the steepest descent method, or the Levenberg-Markert method. Description of each method is omitted.
There are three variables to be estimated here: x j , y j , and z j . By setting the height z j of each
When the known Z coordinate 304 is not defined, the above-described iterative process is performed by setting the initial value of the height z j of each
また、3個の受信機120を用いることにより、測位処理部101はこれらの変数を求めることができる。しかし、受信した受信機120が少ない場合は結果が不安定になる可能性がある。そこで、4個以上の受信機120を用いることにより、3個の受信機120を用いる場合に比べて、測位処理部101における発信機110の座標の推定精度を向上させることができる。
Further, by using three
次に、測位処理部101は、次式に示すように、観測距離dijと座標間距離Dijの誤差2乗和の平方根をとり、受信機数で平均したものを平均誤差として求める。測位処理部101は、この平均誤差を、推定した発信機110Jの位置(xj,yj,zj)の精度を判断する指標として利用する。
Next, as shown in the following equation, the
最後に、測位処理部101は、推定した発信機110Jの測位結果情報(発信機ID501、受信日時502、平均誤差503、X座標504、Y座標505、Z座標506)を測位DB107に格納する(S1009)。
なお、ステップS1006は本発明の観測距離算出手段によって実現される観測距離算出ステップの一例であり、ステップS1007は本発明の発信機位置推定手段によって実現される発信機位置推定ステップの一例である。
Finally, the
Step S1006 is an example of an observation distance calculation step realized by the observation distance calculation means of the present invention, and step S1007 is an example of a transmitter position estimation step realized by the transmitter position estimation means of the present invention.
以上説明したように、本発明によれば、複数の受信機における同一平面からの標高差が測位誤差に混入することを防止し、より高精度に測位することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to prevent an elevation difference from the same plane in a plurality of receivers from being mixed into a positioning error, and to perform positioning with higher accuracy.
100…発信機測位装置、101…測位処理部、102…受信処理部、103…受信部、104…受信履歴DB、105…発信機DB、106…受信機DB106、107…測位DB107、110…発信機、120…受信機、130…ネットワーク、200…受信履歴テーブル、300…発信機テーブル、400…受信機テーブル、500…測位結果テーブル
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記各受信機の位置の3次元座標を含む受信機情報が格納された受信機テーブルと、
前記各受信機で受信した電波強度に基づいて前記各受信機と前記発信機の観測距離を求める観測距離算出手段と、
前記観測距離算出手段によって求められた観測距離と、前記受信機テーブルに格納されている受信機情報に含まれる各受信機の位置の3次元座標とに基づいて前記発信機の位置の3次元座標を求める発信機位置推定手段と、
を備えることを特徴とする電波発信機測位システム。 A radio wave transmitter positioning system that receives radio waves transmitted from a moving transmitter by a plurality of receivers and obtains the position of the transmitter from the radio wave intensity received by each receiver,
A receiver table storing receiver information including the three-dimensional coordinates of the position of each receiver;
An observation distance calculation means for obtaining an observation distance between each receiver and the transmitter based on the radio field intensity received by each receiver;
Three-dimensional coordinates of the position of the transmitter based on the observation distance obtained by the observation distance calculation means and the three-dimensional coordinates of the position of each receiver included in the receiver information stored in the receiver table Transmitter position estimation means for obtaining
A radio wave transmitter positioning system comprising:
前記発信機位置推定手段が、前記発信機テーブルに格納されている発信機情報に含まれる発信機の既知の高さを、前記発信機の位置の3次元座標の座標値の一つである高さとして、または当該高さの初期値として、他の2つの座標値を求める、
ことを特徴とする請求項1に記載の電波発信機測位システム。 A transmitter table in which transmitter information including a known height of the transmitter is stored;
The transmitter position estimating means uses a known height of the transmitter included in the transmitter information stored in the transmitter table as one of the three-dimensional coordinate values of the transmitter position. As the initial value of the height, the other two coordinate values are obtained.
The radio wave transmitter positioning system according to claim 1.
前記各受信機の位置の3次元座標を含む受信機情報が格納された受信機テーブルと、
前記各受信機で受信した電波強度に基づいて前記各受信機と前記発信機の観測距離を求める観測距離算出手段と、
前記観測距離算出手段によって求められた観測距離と、前記受信機テーブルに格納されている受信機情報に含まれる各受信機の位置の3次元座標とに基づいて前記発信機の位置の3次元座標を求める発信機位置推定手段と、
を備えることを特徴とする電波発信機測位装置。 A radio wave transmitter positioning device used in the radio wave transmitter positioning system according to any one of claims 1 to 3,
A receiver table storing receiver information including the three-dimensional coordinates of the position of each receiver;
An observation distance calculation means for obtaining an observation distance between each receiver and the transmitter based on the radio field intensity received by each receiver;
Three-dimensional coordinates of the position of the transmitter based on the observation distance obtained by the observation distance calculation means and the three-dimensional coordinates of the position of each receiver included in the receiver information stored in the receiver table Transmitter position estimation means for obtaining
A radio wave transmitter positioning device comprising:
前記各受信機で受信した電波強度に基づいて前記各受信機と前記発信機の観測距離を求める観測距離算出ステップと、
前記観測距離算出ステップにおいて求められた観測距離と、受信機テーブルに格納されている受信機情報に含まれる各受信機の位置の3次元座標とに基づいて前記発信機の位置の3次元座標を求める発信機位置推定ステップと、
を備えることを特徴とする電波発信機測位方法。 A radio wave transmitter positioning method in which radio waves transmitted from a moving transmitter are received by a plurality of receivers, and the position of the transmitter is obtained from the radio wave intensity received by each receiver,
An observation distance calculation step for obtaining an observation distance between each receiver and the transmitter based on the radio wave intensity received by each receiver;
Based on the observation distance obtained in the observation distance calculation step and the three-dimensional coordinates of the position of each receiver included in the receiver information stored in the receiver table, the three-dimensional coordinates of the position of the transmitter are obtained. A desired transmitter position estimating step;
A radio wave transmitter positioning method comprising:
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